★★元素周期律（1、2、3课时）（2020年整理）.pdf

学 海 无 涯 第二节 元素周期律教学案 我们已学习了元素周期表的结构 那么这张表又有何意义呢 它反应发元素之间的什么 样的内在联系 我们能否从其中总结出元素的某些性质规律 以方便我们应用 解决新的 问题呢 原子是由原子核和核外电子构成的 原子核相对于原子很小 即在原子内部 原子核 外 有一个偌大的空间供电子运动 如果核外只有一个电子 运动情况比较简单 对于多 电子原子来讲 电子运动时是否会在原子内打架呢 它们有没有一定的组织性和纪律性 呢 一 原子核外电子的排布 1 核外电子围绕着原子核在不同区域 电子层 作不规则的高速运动 2 电子按能量高低在核外分层排布 1 2 3 4 5 6 7 K L M N O P Q 由内到外 能量逐渐 思考 由于原子中的电子是处于原子核的引力场中 电子总是尽可能的从内层排起当一层 充满后在填充下一层 那么 每个电子层最多可以排布多少个电子呢 核外电子的分层排 布 有没有可以遵循的规律呢 下面请大家分析课本 13 页表 1 2 根据原子光谱和理论分 析得出的核电荷数为 1 20 的元素原子核外电子层排布 看能不能总结出某些规律 3 核外电子排布的一般规律 1 核外电子总是尽先排布在 的电子层里 然后由里向外从能量 的 电子层逐步向能量 的电子层排布 即排满 K 层再排 L 层 排满 L 层才排 M 层 2 每层电子不能超过 个 3 最外层电子不能超过 个 K 层是最外层时不超过 个 次外层电子不能超过 个 倒数第三层电子不能超过 个 以上各项是相互联系的 不能孤立地理解 应用其中的某一部分 练习 1 判断下列示意图是否正确 为什么 2 某元素有 3 个电子层 最外层电子数是电子总数的 1 6 该元素的元素符号是 3 A 原子 L 层上的电子数等于次外层上的电子数也等于电子层数 A 是 4 B 原子核外 M 层电子数是 L 层电子数的 1 2 则 B 是 5 C 原子的最外层电子数是次外层电子数的 1 5 倍 则 C 是 6 D 原子的次外层电子数是最外层电子数的 1 4 则 D 是 原子的核外电子排布 特别是最外层电子数决定着元素的主要化学性质 从初中所学 知识 我们知道 金属元素的原子最外层电子数一般少于 4 个 在化学反应中比较容易失 去电子达到相对稳定结构 而非金属元素的最外层一般多于 4 个电子 在化学反应中易得 到电子而达到 8 个电子的相对稳定结构 原子得到或失去电子后的阴阳离子也可用结构示 意图来表示 练习 写出下列离子的离子结构示意图 Mg 2 F Cl Ca2 填写教材 P14 15 表格 科学探究一 原子的最外层电子排布 原子序数 电子层数 最外层电子数 达到稳定结构时的最外层电子数 1 2 学 海 无 涯 3 10 11 18 结论 随着原子序数的递增 元素原子的最外层电子排布呈现 变化 原子序数 原子半径的变化 3 10 11 17 结论 随着原子序数的递增 元素原子半径呈现 变化 微粒半径大小比较规律 一般情况下 稀有气体除外 先看电子层数 电子层数越多 则半径 如 Li Na K Rb Cs I Br Cl F Na Na 电子层数相同时 再看核电荷数 核电荷数越多 则半径 如 Na Mg Al F O N C 电子层数和核电荷数都相同 同种元素 时 再看核外电子数 或最外层电子数 核外电子 数 或最外层电子数 越多 则半径 如 Cl Cl 练习 下列各组微粒半径大小比较中 不正确的是 A r K r K B r Mg2 r Na r F C r Na r Mg2 r Al3 D r Cl r F r F 小结 比较微粒半径大小 三看 一看电子层数 二看核电荷数 三看核外电子数或最外层电子数 对于同种元素 阳离子半径 原子半径 对于电子层结构相同的离子 核电荷数越大 则离子半径越小 如 O 2 F Na Mg2 Al3 S2 Cl K Ca2 元素化合价 常见元素化合价的一般规律 1 20 号元素中 除了 O F 外 最高正价 最外层电子数 最低负价与最高正价的关系为 最高正价 最低负价 8 金属元素无负价 除零价外 在化学反应中只显正价 既有正价又有负价的元素一定是 非金属元素 氟元素无正价 氧元素无最高正价 原子序数 最高正价 最低负价 特例 1 2 3 10 11 18 结论 随着原子序数的递增 元素的化合价呈现 变化 原原子子序序数数 电电子子层层数数 最最外外层层电电子子数数 原原子子半半径径的的变变化化 不考虑稀有气 体元素 最最高高或或最最低低化化合合价价的的变变化化 1 1 2 2 学 海 无 涯 3 3 1 10 0 1 11 1 1 18 8 结结论论 随着原子序数的递增 元素原子的最外层电子数 原子半径 化合价呈现周期性变化 核外电子排布 原子半径和元素化合价的变化 思考 我们知道 元素的化学性质是由原子结构决定的 那么 元素的金属性和非金属性 是否也将随元素原子序数的递增而呈现出周期性的变化呢 元素原子半径数据 科学探究 2 元表的性质与其在周期表中位置的关系 实验 1 镁与水的反应 现 象 化学方程式 实验 2 镁和铝与盐酸的反应 Mg Al 现 象 化学方程式 钠 镁 铝 同周期的金属 的性质 钠钠 镁镁 铝铝 单单质质与与水水 或或酸酸 反反应应 与与冷冷水水反反应应 反反 应应 放放出出氢氢 气气 与与冷冷水水反反应应 与与沸沸水水 反反应应 与与酸酸 反反 应应 都都放放出出氢氢气气 与与酸酸反反应应 放放出出氢氢气气 最最高高价价氧氧化化物物对对 应应水水化化物物碱碱性性强强 弱弱 N Na aO OH H M Mg g O OH H 2 2 A Al l O OH H 3 3 N Na a M Mg g A Al l 金金属属性性逐逐渐渐 小结 元素金属性强弱的判断 金属单质与水 或酸 反应置换出 H2的难易程度 越易置换出氢气 说明金属性 最高价氧化物的水化物 氢氧化物的碱性强弱 碱性越强 则金属性 金属单质之间的置换 金属性 的置换金属性 的 金属活动性顺序表 位置越靠前 说明金属性 金属阳离子氧化性的强弱 对应金属阳离子氧化性越弱 金属性 14Si 15P 15S 17Cl 同 周 期 元 素 从左到右 电子层数 核电荷 数 原 子 半 径 原子核对最外层电 子的吸引力 原子失电子能力逐渐 得电子能力逐渐 学 海 无 涯 最最 高高 价价 氧氧化化物物 氧氧化化物物的的水水化化物物及及其其酸酸性性 强强弱弱 H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4 单单质质与与 H H 2 2 反反应应条条件件 气气态态氢氢化化物物 及及其其稳稳定定性性 结结论论 小结 元素非金属性强弱的判断 单质与 H2化合的难易程度 与 H2化合越容易 说明非金属性 形成的气态氢化物的稳定性 形成的气态氢化物越稳定 则非金属性 最高价氧化物的水化物 最高价含氧酸酸性的强弱 酸性越强 说明非金属性 非金属单质之间的置换 非金属性 的置换非金属性 的 非金属阴离子还原性的强弱 对应非金属阴离子还原性越弱 非金属性 小结 随着原子序数的递增 元素原子的核外电子排布呈现 变化 元素原子半径呈现 变化 元素化合价呈现 变化 元素的化学性质呈现 变化 元素周期律 元素的性质随着元素 的递增而呈现 的变化 元素性质的周期性变化实质 是元素原子的 的周期性变化 练习 1 已知 A 为 A 族元素 B 为 A 族元素 它们的原子序数分别为 m 和 n 且 A B 为同一 周期元素 则下列关系式中错误的是 A n m 1 B n m 11 C n m 25 D n m 10 2 主族元素 R 可形成两种氯化物 RCla RClb 它们化学式式量相差 71 1 求 a 和 b 的关系 2 RCla中氯的质量分数为 85 3 而 RClb中氯的质量分数为 77 45 求 R 的相对原子量 三 元素周期表和元素周期律的应用 1 同周期元素 同周期 电子层数相同 即原子序数越大 原子半径越 核对电子的 引力越 原子失电子能力越 得电子能力越 金属性越 非金属性越 2 同主族元素 同主族 电子层数越多原子半径越 核对电子引力越 原子失电 子能力 得电子能力 金属性越 非金属性越 1 元素的金属性和非金属性与元素在周期表中的递变关系 元素的位 构 性三者之间的关系及其应用 1 结构 位置 位置 结构 核电荷数 原子序数 电子层数 周期序数 结构 位置 性质 学 海 无 涯 最外层电子数 主族序数 2 结构 性质 性质 结构 最外层电子数 主族元素的最高正价最高正价数 负价数 最外层电子数 8 3 性质 位置 位置 性质 同周期 从左到右 递变性 同周期 同主族元素结构 性质的递变规律及金属元素 非金属元素的分区 分界线左边是 分界线右边是 最右一个纵行是稀有气体元素 见下图 A A A A A A A 0 1 2 B 3 Al Si 4 Ge As 5 Sb Te 6 Po At 7 根据同周期 同主族元素性质的递变规律可推知 金属性最强的元素是 位 于 非金属性最强的元素是 位于 位于分界线附近的元素既有 又有 如 Al Si Ge 等 2 主族元素的化合价与位置 结构的关系 1 最高正价数 主族序数 最外层电子数 2 最低负价数 主族序数 8 最外层电子数 8 3 元素周期律的应用和意义 1 元素周期表是元素周期律的具体表现形式 是学习化学的一种重要工具 2 可预测或推测元素的原子结构和性质 3 在科学研究和生产上也有广泛的应用 4 在哲学方面 元素周期律揭示了元素原子核电荷数递增引起元素性质发生周期性变化 最 外 层 电 子 数 和 原 子半径 元 素 的 金 属性 非金 属性强弱 原 子 得 失 电 子 的 能 力 单 质 的 氧 化性 还原 性 学 海 无 涯 的事实 有力地论证了事物变化的量变引起质变的规律性 练习 1 下列递变情况不正确的是 A Na Mg Al 最外层电子数依次增多 其单质的还原性依次减弱 B P S Cl 最高正价依次升高 对应气态氢化物稳定性增强 C C N O 原子半径依次增大 D Na K Rb 氧化物的水化物碱性依次增强 2 同一横行 X Y Z 三种元素 已知最高价氧化物对应的水化物的酸性是 HXO4 H2YO4 H3ZO4 则下列说法判断错误的是 A 阴离子半径 X Y Z B 气态氢化物稳定性 HX H2Y ZH3 C 元素的非金属性 X Y Z D 单质的氧化性 X Y Z 3 原子序数 1 18 号元素中 1 与水反应最剧烈的金属是 2 与水反应最剧烈的非金属单质是 3 在室温下有颜色的气体单质是 4 在空气中容易自燃的单质名称是 5 除稀有气体外 原子半径最大的元素是 6 原子半径最小的元素是 7 气态氢化物水溶液呈碱性的元素是 8 气态氢化物最稳定的化学式是 9 最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素是 4 在 Na K O N C Li F H 八种元素中 原子半径由小到大的顺序为 5 某元素的最高正价与负价的代数和为 4 则该元素的最外层电子数为 A 4 B 5 C 6 D 7 6 某元素最高价氧化物对应水化物的化学式为 HXO4 这种元素的气态氢化物的化学式是 A HX B H2X C XH3 D XH4 7 碱性强弱介于 KOH 和 Mg OH 2之间的氢氧化物是 A NaOH B Al OH 3 C Ca OH 2 D RbOH 8 下列物质中 既能与强酸又能与强碱反应的是 Na2CO3 NaHCO3 Al2O3 Al OH 3 A B C D 3 下列各组元素中 按最高正价递增顺序排列的是 A C N O F B K Mg C S C F Cl Br I D Li Na K Rb 4 A B 均为原子序数 1 20 的元素 已知 A 的原子序数为 n A 2 离子比 B2 离子少 8 个电 子 则 B 的原子序数是 A n 4 B n 6 C n 8 D n 10 5 下列叙述中 肯定 a 。